Pogo stift
Ett pogostift eller fjäderbelastat stift är en typ av elektrisk kontaktmekanism som används i många moderna elektroniska applikationer och inom elektroniktestindustrin. De används för sin förbättrade hållbarhet jämfört med andra elektriska kontakter och för att deras elektriska anslutning är motståndskraftig mot mekaniska stötar och vibrationer.
Namnet pogo-stift kommer från stiftets likhet med en pogo-pinne – den integrerade spiralfjädern i stiftet applicerar en konstant normalkraft mot baksidan av det matchande uttaget eller kontaktplattan, vilket motverkar alla oönskade rörelser som annars skulle kunna orsaka en intermittent anslutning. Denna spiralformade fjäder gör pogo-stiften unika, eftersom de flesta andra typer av stiftmekanismer använder en fribärande fjäder eller expansionshylsa.
En komplett anslutningsväg kräver ett passande uttag för att stiftet ska gå i ingrepp, vilket kallas ett mål eller land . Ett pogomål består av en platt eller konkav metallyta, som till skillnad från stiften inte har några rörliga delar. Mål kan vara separata komponenter i den kompletta kontaktenheten, eller i fallet med tryckta kretskort, helt enkelt en pläterad del av kortet.
Fjäderbelastade stift är precisionsdelar tillverkade med en svarvnings- och spinnprocess som inte kräver en form, vilket möjliggör produktion av mindre kvantiteter till en lägre kostnad.
Strukturera
En grundläggande fjäderbelastad stift består av 3 huvuddelar: en kolv , en cylinder och en fjäder . När kraft appliceras på stiftet, trycks fjädern ihop och kolven rör sig inuti cylindern. Formen på cylindern håller kvar kolven, vilket hindrar fjädern från att trycka ut den när stiftet inte är låst på plats.
Vid utformningen av elektriska kontakter krävs en viss friktion för att hålla en kontakt på plats och behålla kontaktfinishen. Hög friktion är dock oönskad eftersom den ökar spänningen och slitaget på kontaktfjädrarna och husen. Således krävs en exakt normalkraft, vanligtvis runt 1 newton, för att generera denna friktion. Eftersom en fjäderbelastad tapp måste ha ett litet mellanrum mellan kolven och cylindern så att den lätt kan glida, kan tillfälliga urkopplingar inträffa när det finns vibrationer eller rörelse. För att motverka detta har kolven vanligtvis en liten lutning för att säkerställa en kontinuerlig anslutning. [ citat behövs ]
Många tillverkare har skapat sina egna patenterade varianter av denna design, oftast genom att variera gränssnittet mellan kolven och fjädern. Till exempel kan en kula läggas till mellan de två komponenterna, eller kolven kan ha en vinklad eller försänkt spets.
Material
Kolven och pipan på pogostift använder vanligtvis mässing eller koppar som basmaterial på vilket ett tunt lager nickel appliceras.
Som vanligt i elektriska kontakter använder tillverkare ofta en guldplätering som förbättrar hållbarheten och kontaktmotståndet.
Fjädrarna är vanligtvis gjorda av kopparlegeringar eller fjäderstål .
Ansökningar
Fjäderbelastade kontakter används för en mängd olika applikationer, både inom industri- och konsumentelektronik:
- Kort-till-kort-kontakter (vanligtvis permanenta)
- Inträngningsskyddade kontakter i konsumentenheter, t.ex. smarta klockor , robusta datorer
- Batteriterminaler på bärbara datorer
- Magnetiska laddnings- eller signalkontakter, t.ex. dockningsstationer för laptop och laddare
- Högfrekvenskontakter, t.ex. antenner , monitorkontakter
- Testning av kretskort
- Integrerad kretstestning
- Testning i kretsen
- Batteritestning
- Övrig elektroniktestning
Anslutningsarrangemang
När pogo-stift används i en kontakt, är de vanligtvis anordnade i en tät uppsättning, som förbinder många individuella noder av två elektriska kretsar . De finns vanligtvis i automatisk testutrustning i form av en spikbädd , där de underlättar den snabba, tillförlitliga anslutningen av enheterna som testas (DUT). I en extremt hög densitetskonfiguration tar arrayen formen av en ring som innehåller hundratals eller tusentals individuella pogo-stift; den här enheten kallas ibland för ett pogotorn . [ citat behövs ]
De kan också användas för mer permanenta anslutningar, till exempel i superdatorn Cray-2 .
När de används i applikationer med högsta prestanda, måste pogo-stiften vara mycket noggrant utformade för att möjliggöra inte bara hög tillförlitlighet över många parnings-/avparningscykler utan även högfientlig överföring av de elektriska signalerna . Själva stiften måste vara hårda, men pläterade med ett ämne (som guld ) som ger tillförlitlig kontakt. Inuti stiftets kropp måste kolven ha god elektrisk kontakt med kroppen så att fjädern med högre motstånd inte bär signalen (tillsammans med den oönskade induktansen som fjädern representerar). Utformningen av pogo-stift som ska användas i matchade impedanskretsar är särskilt utmanande; för att bibehålla den korrekta karakteristiska impedansen är stiften ibland anordnade med ett signalbärande stift omgivet av fyra, fem eller sex jordade stift. [ citat behövs ]
Kombination med magneter
Fjäderbelastade kontakter kan kombineras med magneter för att bilda en stark och pålitlig anslutning – en teknik som har använts flitigt för hemelektronik som 2-i-1-datorer och högfrekvent dataöverföring. Ett anmärkningsvärt exempel på detta är Apples MagSafe- kontakt .
Kommersiella produkter
Även om det ofta används som ett generiskt namn, är pogo pin ett registrerat varumärke som tillhör Everett Charles Technologies (ECT).
Se även
- Elektrisk kontakt , i vilken pogostift ibland används
- Bygel (beräkning) , utför en liknande funktion men överbryggar en krets mellan två stift
- In-circuit test , en vanlig tillämpning av pogo-stift
- Fuzz Button , en högpresterande elektrisk anslutning